数字电子技术TTL与非门

1、解决办法：将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组合起来。2.2 TTL逻辑门电路一、TTL与非门的基本结构及工作原理1TTL与非门的基本结构2TTL与非门的逻辑关系（1）输入全为高电平3.6V时。 T2、T3导通，VB1=0.73=2.1（V ），由于T3饱和导通，输出电压为：VO=VCES30.3V这时T2也饱和导通，故有VC2=VE2+ VCE2=1V。使T4和二极管D都截止。实现了与非门的逻辑功能之一：输入全为高电平时，输出为低电平。该发射结导通，VB1=1V。所以T2、T3都截止。由于T2截止，流过RC2的电流较小，可以忽略，所以VB4VCC=5V ，使T4和D导通，则有： VOV

2、CC-VBE4-VD=5-0.7-0.7=3.6（V）实现了与非门的逻辑功能的另一方面：输入有低电平时，输出为高电平。综合上述两种情况，该电路满足与非的逻辑功能，即：（2）输入有低电平0.3V 时。二、TTL与非门的开关速度1TTL与非门提高工作速度的原理（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。 （2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。2TTL与非门传输延迟时间tpd导通延迟时间tPHL从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的中点所经历的时间。截止延迟时间tPLH从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点所经历的时间。与非门的传输延迟时间tpd是tPHL和

3、tPLH的平均值。即 一般TTL与非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒十几个纳秒。三、TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力1电压传输特性曲线：Vo=f（Vi）（1）输出高电平电压VOH在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。（2）输出低电平电压VOL在正逻辑体制中代表逻辑“0”的输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最大值VOL（max）=0.4V。（3）关门电平电压VOFF是指输出电压下降到VOH（min）时对应的输入电压。即输入低电压的最大值。在产品手册中常称为输入低电平电压，用VIL（max

4、）表示。产品规定VIL（max）=0.8V。（4）开门电平电压VON是指输出电压下降到VOL（max）时对应的输入电压。即输入高电压的最小值。在产品手册中常称为输入高电平电压，用VIH（min）表示。产品规定VIH（min）=2V。（5）阈值电压Vth电压传输特性的过渡区所对应的输入电压，即决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。 近似地：VthVOFFVON 即ViVth，与非门关门，输出高电平； ViVth，与非门开门，输出低电平。 Vth又常被形象化地称为门槛电压。Vth的值为1.3V1.V。2几个重要参数低电平噪声容限 VNLVOFF-VOL（max）0.8V-0.

5、4V0.4V高电平噪声容限 VNHVOH（min）-VON2.4V-2.0V0.4VTTL门电路的输出高低电平不是一个值，而是一个范围。同样，它的输入高低电平也有一个范围，即它的输入信号允许一定的容差，称为噪声容限。3抗干扰能力四、TTL与非门的带负载能力1输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH（1）输入低电平电流IIL是指当门电路的输入端接低电平时，从门电路输入端流出的电流。可以算出：产品规定IIL1.6mA。（2）输入高电平电流IIH是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。有两种情况。寄生三极管效应：如图（a）所示。这时IIH=PIB1，P为寄生三极管的电流放大系数。 由于p

6、和i的值都远小于1，所以IIH的数值比较小，产品规定：IIH40uA。倒置的放大状态：如图（b）所示。这时IIH=iIB1，i为倒置放大的电流放大系数。 （1）灌电流负载2带负载能力当驱动门输出低电平时，电流从负载门灌入驱动门。 当负载门的个数增加，灌电流增大，会使T3脱离饱和，输出低电平升高。因此，把允许灌入输出端的电流定义为输出低电平电流IOL，产品规定IOL=16mA。由此可得出:NOL称为输出低电平时的扇出系数。 （2）拉电流负载。 NOH称为输出高电平时的扇出系数。产品规定IOH=0.4mA。由此可得出： 当驱动门输出高电平时，电流从驱动门拉出,流至负载门的输入端。 拉电流增大时，R

7、C4上的压降增大，会使输出高电平降低。因此，把允许拉出输出端的电流定义为输出高电平电流IOH。一般NOLNOH，常取两者中的较小值作为门电路的扇出系数，用NO表示。五、TTL与非门举例74007400是一种典型的TTL与非门器件，内部含有4个2输入端与非门，共有14个引脚。引脚排列图如图所示。六、 TTL门电路的其他类型1非门2或非门 3与或非门在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路集电极开路门。4集电极开路门（ OC门）（1）实现线与。 电路如右图所示，逻辑关系为:OC门主要有以下几方

8、面的应用：（2）实现电平转换。如图示，可使输出高电平变为10V。（3）用做驱动器。如图是用来驱动发光二极管的电路。（1）当输出高电平时， RP不能太大。RP为最大值时要保证输出电压为VOH（min），由OC门进行线与时，外接上拉电阻RP的选择：得：得：（2）当输出低电平时，RP不能太小。RP为最小值时要保证输出电压为VOL（max），由所以： RP（min）RPRP（max）（1）三态输出门的结构及工作原理。当EN=0时，G输出为1，D1截止，相当于一个正常的二输入端与非门，称为正常工作状态。当EN=1时，G输出为0，T4、T3都截止。这时从输出端L看进去，呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。5三

9、态输出门三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。（a）组成单向总线，实现信号的分时单向传送.（b）组成双向总线，实现信号的分时双向传送。（2）三态门的应用574LS系列为低功耗肖特基系列。674AS系列为先进肖特基系列，它是74S系列的后继产品。774ALS系列为先进低功耗肖特基系列，是74LS系列的后继产品。七、TTL集成逻辑门电路系列简介174系列为TTL集成电路的早期产品，属中速TTL器件。274L系列为低功耗TTL系列，又称LTTL系列。374H系列为高速TTL系列。474S系列为肖特基TTL系列，进一步提高了速度。如图示。（2）对于或非门及或门，多余输入端应接低电平，比如直接接地；也可以与有用的输入端并联使用。三、多余输入端的处理（1）对于与非门及与门，多余输入端应接高电平，比如直接接电源正端，或通过一个上